高考物理电磁学知识点之静电场难题汇编及答案
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高考物理电磁学知识点之静电场难题汇编及答案
一、选择题
1.板间距为d 的平行板电容器所带电荷量为Q 时,两极板间电势差为1U ,板间场强为1E 现将电容器所带电荷量变为2Q ,板间距变为12
d ,其他条件不变,这时两极板间电势差2U ,板间场强为2E ,下列说法正确的是
A .2121,U U E E ==
B .21212,4U U E E ==
C .2121,2U U E E ==
D .21212,2U U
E E ==
2.真空中静电场的电势φ在x 正半轴随x 的变化关系如图所示,x 1、x 2、x 3为x 轴上的三个点,下列判断正确的是( )
A .将一负电荷从x 1移到x 2,电场力不做功
B .该电场可能是匀强电场
C .负电荷在x 1处的电势能小于在x 2处的电势能
D .x 3处的电场强度方向沿x 轴正方向
3.某静电场的一簇等差等势线如图中虚线所示,从A 点射入一带电粒子,粒子仅在电场力作用下运动的轨迹如实线ABC 所示。
已知A 、B 、C 三点中,A 点的电势最低,C 点的电势最高,则下列判断正确的是( )
A .粒子可能带负电
B .粒子在A 点的加速度小于在
C 点的加速度
C .粒子在A 点的动能小于在C 点的动能
D.粒子在A点的电势能小于在C点的电势能
4.如图所示是示波管的原理示意图,X X′和YY′上不加电压时,在荧光屏的正中央出现一亮斑,现将XX′和YY′分别连接如图甲乙所示电压,从荧光屏正前方观察,你应该看到的是图中哪一个图形?
A.B.
C.D.
5.空间存在平行于纸面方向的匀强电场,纸面内ABC三点形成一个边长为1cm的等边三角形。
将电子由A移动到B点,电场力做功2eV,再将电子由B移动到C点,克服电场力做功1eV。
匀强电场的电场强度大小为
A.100V/m B 2003
C.200V/m D.3V/m
6.下列说法正确的是()
A.电场不是实物,因此不是物质
B.元电荷就是电子
C.首次比较准确地测定电子电荷量的实验是密立根油滴实验,其实验原理是微小带电油滴在电场中受力平衡
D .库仑定律122kq q F r =
与万有引力定律122
km m F r =在形式上很相似;由此人们认识到库仑力与万有引力是同种性质的力 7.在某电场中,把电荷量为2×
10-9C 的负点电荷从A 点移到B 点,克服静电力做功4×10-8J ,以下说法中正确的是( )
A .电荷在
B 点具有的电势能是4×
10-8J B .点电势是20V
C .电荷的电势能增加了4×
10-8J D .电荷的电势能减少了4×
10-8J 8.如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点O 处的电势为0V ,点A 处的电势为6V ,点B 处的电势为3V ,则电场强度的大小为
A .200V /m
B .2003/V m
C .100/V m
D .1003/V m
9.一个简易的电磁弹射玩具如图所示,线圈、铁芯组合充当炮筒,硬币充当子弹。
现将一个金属硬币放在铁芯上(金属硬币半径略大于铁芯半径),电容器刚开始时处于无电状态,先将开关拨向1,电容器充电,再将开关由1拨向2瞬间,硬币将向上飞出。
则下列说法正确的是( )
A .当开关拨向1时,电容器上板带负电
B .当开关由1拨向2时,线圈内磁感线方向向上
C .当开关由1拨向2瞬间,铁芯中的磁通量减小
D .当开关由1拨向2瞬间,硬币中会产生向上的感应磁场
10.如图所示的实验装置中,平行板电容器的极板A 与一灵敏静电计相连,极板B 接地.若极板B 稍向上移动一点,由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是( )
A .两极板间的电压不变,极板上的电荷量变大
B .两极板间的电压不变,极板上的电荷量变小
C .极板上的电荷量几乎不变,两极板间电压变小
D .极板上的电荷量几乎不变,两极板间电压变大
11.图甲中AB 是某电场中的一条电场线。
若将一负电荷从A 点处由静止释放,负电荷沿电场线从A 到B 运动过程中的速度图像如图乙所示。
关于A 、B 两点的电势高低和场强大小关系,下列说法中正确的是( )
A .φA >φ
B ,E A >E B
B .φA >φB ,E A <E B
C .φA <φB ,E A >E B
D .φA <φB ,
E A <E B
12.如图所示,用劲度系数为15N/m 的轻弹簧悬挂一个绝缘带有电荷量为72.010C -⨯的小球A ,此时弹簧的长度为10cm 。
在A 的正下方放一个带电球B 时,弹簧伸长量增加4cm ,此时两球相距12cm 。
已知静电力常量为922910N m /C k =⨯⋅,A 、B 可视为点电荷,则( )
A .A 球受到的库仑力是2.1N
B .A 球受到的库仑力是1.5N
C .B 球带负电,电荷量是51.210C -⨯
D .B 球带负电,电荷量是64.810C -⨯ 13.如图甲,倾角为θ的光滑绝缘斜面,底端固定一带电量为Q 的正点电荷.将一带正电小物块(可视为质点)从斜面上A 点由静止释放,小物块沿斜面向上滑动至最高点B 处,此过程中小物块的动能和重力势能随位移的变化图象如图乙(
E 1和x 1为已知量).已知重力加速度为g ,静电力常量为k ,由图象可求出( )
A .小物块的带电量
B .A 、B 间的电势差
C .小物块的质量
D .小物块速度最大时到斜面底端的距离
14.如图所示,电荷q 均匀分布在半球面上,球面的半径为R ,CD 为通过半球顶点C 与
球心O的轴线.P、Q为CD轴上关于O点对称的两点.如果带电量为Q的均匀带电球壳,其内部电场强度处处为零,电势都相等.则下列判断正确的是()
A.P点的电势与Q点的电势相等
B.带正电的微粒在O点的电势能为零
C.在P点静止释放带正电的微粒(重力不计),微粒将做匀加速直线运动
D.P点的电场强度与Q点的电场强度相等
15.如图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M点以相同速度垂直于电场线、两个带电粒子,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。
则()方向飞出a b
A.a一定带正电,b一定带负电
B.a的速度将减小,b的速度将增加
C.a的加速度将减小,b的加速度将增加
D.两个粒子的动能,一个增加一个减小
16.如图,P为固定的点电荷,虚线是以P为圆心的两个圆.带电粒子Q在P的电场中运动.运动轨迹与两圆在同一平面内,a、b、c为轨迹上的三个点.若Q仅受P的电场力作用,其在a、b、c点的加速度大小分别为a a、a b、a c,速度大小分别为v a、v b、v c,则
A.a a>a b>a c,v a>v c>v b
B.a a>a b>a c,v b> v c> v a
C.a b> a c> a a,v b> v c> v a
D.a b> a c> a a,v a>v c>v b
17.如图,电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点,已知在P、Q连线至某点R处的电场强度为零,且PR=2RQ,则
A .q 1=2q 2
B .q 1=4q 2
C .q 1=-2q 2
D .q 1=-4q 2
18.如图所示,四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q ,分别固定在正方形的四个顶点上,正方形边长为a ,则正方形两条对角线交点处的电场强度( )
A .大小为42kQ ,方向竖直向上
B .大小为22kQ ,方向竖直向上
C .大小为42kQ ,方向竖直向下
D .大小为22kQ ,方向竖直向下 19.如图所示,M 、N 两点分别放置两个等量异种电荷,A 是它们连线的中点,B 为连线上靠近N 的一点,C 为连线中垂线上处于A 点上方的一点。
在A 、B 、C 三点中( )
A .场强最小的点是C 点,电势最高的点是
B 点
B .场强最小的点是A 点,电势最高的点是
C 点
C .场强最小的点是A 点,电势最高的点是B 点
D .场强最小的点是C 点,电势最高的点是A 点
20.下列关于电场强度的说法中,正确的是( )
A .公式F E q
=只适用于真空中点电荷产生的电场 B .由公式F E q
=可知,电场中某点的电场强度E 与试探电荷在电场中该点所受的电场力成正比 C .在公式122Q Q F k
r =中,22Q k r 是点电荷2Q 产生的电场在点电荷1Q 处的场强大小;12Q k r
是点电荷1Q 产生的电场在点电荷2Q 处的场强大小 D .由公式2kQ E r =
可知,在离点电荷非常靠近的地方(0r →),电场强度E 可达无穷大
21.如图所示,带电粒子以初速度以v 0从a 点进入匀强磁场,运动过程中经过b 点,Oa=Ob ,若撤去磁场加一个与y 轴平行的匀强电场,带电粒子仍以速度以v 0从a 点进入电场,仍能通过b 点,则电场强度E 和磁感应强度B 的比值为
A.v0B.1/ v0C.2 v0D.v0/2
22.在坐标-x0到x0之间有一静电场,x轴上各点的电势φ随坐标x的变化关系如图所示,一电荷量为e的质子从-x0处以一定初动能仅在电场力作用下沿x轴正向穿过该电场区域.则该质子()
A.在-x0~0区间一直做加速运动
B.在0~x0区间受到的电场力一直减小
C.在-x0~0区间电势能一直减小
D.在-x0~0区间电势能一直增加
23.两个点电荷Q1、Q2位于x轴上A、B两点,若取无限远处的电势为零,则在它们形成的电场中,沿x轴正方向上各点的电势如图所示,且AP>PB.由图线提供的信息可知
A.P点的电场强度为零
B.Q1的电荷量较大
C.电子沿x轴从A移到B的过程中,加速度逐渐减小
D.电子沿x轴从A移到B的过程中,电场力先做正功,后做负功
24.竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场,其极板带电量为Q,在两极板之间,用轻质绝缘丝线悬挂质量为m,电量为q的带电小球(可看成点电荷),丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡,此时小球离右板距离为b,离左板的距离为2b,如图所示,则
A.小球带正电,极板之间的电场强度大小为
sin mg
q
B .小球受到电场力为254kQq b
C .若将小球移到悬点下方竖直位置,小球的电势能减小
D .若将细绳剪断,小球经2tan b g θ
时间到达负极 25.一个电子只在电场力作用下从a 点运动到b 点的轨迹如图中虚线所示,图中一组平行实线可能是电场线也可能是等势面,下列说法中正确的是
A .如果实线是电场线,则a 点的电势比b 点的电势高
B .如果实线是等势面,则a 点的电势比b 点的电势低
C .如果实线是电场线,则电子在a 点的电势能比在b 点的电势能大
D .如果实线是等势面,则电子在a 点的电势能比在b 点的电势能大
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一、选择题
1.C
解析:C
【解析】 由公式C =4S k d επ、C =Q U 和E =U d 得U =4k dQ S πε,E =4k Q S
πε,当Q 变为2Q 、d 变为2
d 时,电压U 不变,电场强度E 变为原来的2倍.C 正确. 2.C
解析:C
【解析】
【分析】
【详解】
A .从1x 移到2x ,电势在降低,将一负电荷从高电势到低电势,其电势能增加,则电场力做负功,故A 错误;
B .由于电势ϕ与x 的图象斜率表示电场强度,而图象的斜率是变化,因此电场强度是变化,不是匀强电场,故B 错误;
C .由图像可知,1x 处的电势高于2x 处的电势,则负电荷在1x 处的电势能小于在2x 处的电势能,故C 正确;
D .从2x 到3x 的电势升高,则逆着电场线方向,因此3x 处的电场强度方向电场强度方向沿x 轴负方向,故D 错误。
故选C 。
3.D
解析:D
【解析】
【分析】
【详解】
A .曲线运动物体力指向曲线的凹侧,且其受到的电场力方向要与等势面垂直,故粒子在A 点受到的电场力斜向左下,又A C ϕϕ<,故粒子受到的电场力方向与场强方向一致,即粒子应该带正电,A 错误;
B .等差等势面越密的地方场强越大,故A 点场强大于
C 点,电荷在A 点的加速度大于C 点,故B 错误;
CD .由于粒子带正电,由p E q ϕ=可知,正电荷在电势越低的地方电势能越小,故粒子在A 点的电势能小于在C 点的电势能,D 正确;粒子动能和势能总和不变,而粒子在A 点的电势能小于C 点电势能,故粒子在A 点的动能大于C 点动能,故C 错误;
故选D 。
4.D
解析:D
【解析】
【分析】
示波管的YY ′偏转电压上加的是待显示的信号电压,XX ′偏转电极通常接入锯齿形电压,即扫描电压,当信号电压与扫描电压周期相同时,就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内的稳定图象。
【详解】
设加速电场的电压为U 1,偏转电场的电压为U 2,偏转电极的长度为L ,板间距离为d ,根据推论得知,偏转距离为214U L y U d
=,可见,偏转距离与偏转电压U 2成正比,由几何知识得知,电子在荧光屏偏转的距离也与偏转电压成正比,则偏转电极XX′上加上随时间作线性变化的电压时,电子在荧光屏偏转的距离与时间也是线性关系,形成一条亮线,若电压是周期性变化,就可以使电子在水平方向不断扫描。
在偏转电极YY′上加按正弦规律变化的电压,电子在荧光屏偏转的距离按正弦规律变化,而在偏转电极XX′上加适当频率的扫描电压,水平方向电子不断从右向左匀速扫描,在荧光屏上出现一条正弦曲线;由于X 方向的电压变化的周期为T 0,而Y 方向变化的周期为2T 0,所以在2T 0时间内X 方向变化2次,Y 方向变化一次。
在荧光屏上将出现由两条线组成的图象;由于开始时X 方向与Y 方向的电压都是0,所以两条线在坐标原点交叉。
故D 正确,ABC 错误,故选D 。
【点睛】
本题关键要清楚示波管的工作原理,要用运动的合成与分解的正交分解思想进行思考,注意两极所加电势差的正负。
5.C
解析:C
【解析】
【分析】
根据电场力功与电势差的关系求解AB 和BC 各点之间的电势差,然后找到等势面确定场强的方向,根据E=U/d 求解场强。
【详解】
将电子由A 移动到B 点,电场力做功2eV ,则22AB AB W eV U V q e
===--;同样:1BC BC W eV U V q e
-===-,若设C 点的电势为0,则B 点的电势为1V ,A 点的电势为-1V ,则AB 中点的电势与C 点电势相同,可知场强方向沿BA 方向斜向上,场强为21/200/0.510
U E V m V m d -===⨯,故选C. 6.C
解析:C
【解析】
【分析】
【详解】
A .电场是客观的物质存在,选项A 错误;
B .元电荷是最小的电荷量,电子是实物粒子,选项B 错误;
C .密立根通过研究微小的带电油滴在匀强电场中受到的电场力与重力平衡,得出了电子的电荷量,选项C 正确;
D .库仑力和万有引力虽然形式上很相似,但它们是两种不同的相互作用力;库仑定律只适用于真空中两静止的点电荷之间的作用力,当带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时,可以看成点电荷。
选项D 错误。
故选C 。
7.C
解析:C
【解析】
【分析】
【详解】
AB .电荷在电场中某点的电势能具有相对性,只有确定了零势点,B 点的电势、电荷在B 点的电势能才是确定的数值,故AB 错误;
CD .因为电荷从从A 点移到B 点的过程中是克服静电力做功-8410J ⨯,故电荷电势能应该
是增加了-8410J ⨯,故D 错误,C 正确。
故选C 。
8.A
解析:A 【解析】
试题分析:OA 的中点C 的电势为3V ,将C 点与B 点连接,如图,电场线与等势线垂直,
根据几何关系得,3,则OB 沿电场线方向上的距离3sin60°=1.5cm .所以
电场强度23200/1.510
U E V m d -=
⨯==.故A 正确,BCD 错误.故选A . 考点:电场强度
【名师点睛】解决本题的关键知道电场线与等势线垂直,掌握匀强电场的电场强度大小与电势差的关系,即U
E d
=
,注意d 是沿电场线方向上的距离. 9.D
解析:D 【解析】 【分析】 【详解】
A .当开关拨向1时,有短暂电流出现,电容器处于充电状态,由于电容器的上极板与电源正极相连,因此电容器的上板带正电,故A 错误。
B .当开关由1拨向2时,电容器放电,电流从上向下通过线圈,根据安培定则可知,线圈中磁感线方向向下,故B 错误。
C .当开关由1拨向2瞬间,电容器处于放电瞬间,电流增大,铁芯中的磁通量增大,故C 错误。
D .当开关由1拨向2瞬间,电容器处于放电瞬间,根据楞次定律,则硬币中会产生向上的感应磁场,故D 正确。
故选D 。
10.D
解析:D 【解析】 【分析】 【详解】
由图分析可知电容器极板上的电荷量几乎不变,将极板B 稍向上移动一点,极板正对面积
减小,根据公式4S C kd επ=,电容减小,由公式Q
C U
=可判断出电容器极板间电压变大,静电计张角增大,故D 正确,ABC 错误. 【点睛】
本题要抓住电荷量不变的条件,根据电容的定义式Q
C U
=分析电容如何变化.
11.C
解析:C 【解析】 【分析】 【详解】
从速度—时间图象可以看出,物体从静止开始向右加速,所以负电荷所受电场力方向向右,而负试探电荷受到的电场力方向为场强的反方向,故场强方向向左,逆着电场力方向,电势升高,故φA <φB ;速度—时间图象的切线的斜率表示加速度,故加速度不断减小,所以电场力不断减小,场强也不断减小,故E A >E B ;C 正确,ABD 错误。
故选C 。
12.D
解析:D 【解析】 【分析】 【详解】
AB .A 球受到的库仑力
2==15410N 0.6N F F k x -⋅∆=⨯⨯=弹库
故AB 错误;
CD .弹簧伸长,说明A 和B 相互吸引,带电性不同,故B 球带负电,根据库仑定律
A B
2
=q q F k
r 库 则
2B A
F r q kq =
库
解得
6B 4.810C q -=⨯
故C 错误,D 正确。
故选D 。
13.C
解析:C 【解析】
试题分析:由动能图线得知,小球的速度先增大,后减小.根据库仑定律得知,小球所受
的库仑力逐渐减小,合外力先减小后增大,加速度先减小后增大,则小球沿斜面向上做加速度逐渐减小的加速运动,再沿斜面向上做加速度逐渐增大的减速运动,直至速度为零.由动能图线看出,速度有最大值,此时小球受力平衡,由库仑力与重力沿斜面的分力平衡,由于没有x的具体数据,所以不能求得q.故A错误;A到B的过程中重力势能的增加等于电势能的减小,所以可以求出小物块电势能的减小,由于小物块的电量不知道,所以不能求出AB之间的电势差.故B错误;由重力势能线得到E P=mgh=mgssinθ,读出斜率,即可求出m;图象中不能确定哪一点的速度最大,题目中也没有小物块的电量、质量等信息,所以不能确定小物块速度最大时到斜面低端的距离.故D错误.故选C.
考点:功能关系;电势及电势能
【名师点睛】本题首先要抓住图象的信息,分析小球的运动情况,再根据平衡条件和动能定理进行处理.
14.D
解析:D
【解析】
【详解】
A、由电场的叠加原理可知半球面右边的电场线是水平向右的,沿电场线方向电势逐渐降低,所以P点的电势高于Q点的电势,故A错误;
B、本题没有选取零势点,所以带正电的微粒在O点的电势能不一定为零,故B错误;
C、电场线方向水平向右,所以在P点释放静止带正电的微粒(重力不计),微粒将作加速运动,距离远后电场力减小,所以是变加速运动,故C错误;
D、均匀带电半球相当于一个均匀带正电的球和半个均匀带负电的球,这个半球放在图的另一边,然后看PQ两点,可以看到,PQ两点在在上述涉及到的正电半球和负电半球中的相同的位置上,而由题目给出的条件,正电球在P、Q两点产生的电场为零,所以,正电半球在Q点产生的电场强度相当于负电半球在Q点产生的电场强度,而与P点的环境比较,唯一的区别是电荷符号相反,从而电场大小相同,只有可能有方向的区别,而分析可知,方向是相同的,故电场强度相等,故D正确;
故选D。
【点睛】
利用等效法分析电场强度,利用叠加原理判断电场线的分布,由受力分析判断带电粒子的运动状态。
15.C
解析:C
【解析】
【详解】
带电粒子做曲线运动,所受力的方向指向轨道的内侧,由于电场线的方向不知,所以粒子带电性质不确定,故A错误;从题图中轨迹变化来看速度与力方向的夹角小于90 所以电场力都做正功,动能都增大,速度都增大,故BD错误;电场线密的地方电场强度大,电场线疏的地方电场强度小,所以a受力减小,加速度减小,b受力增大,加速度增大,故C正确。
16.D
解析:D 【解析】 【详解】
在点电荷的电场中,场强大小2Q
E k r
=,由图可知a c b r r r >>,可得a c b E E E <<,而带电粒子运动的加速度qE
a m
=
,则a c b a a a <<;由轨迹知,两电荷间为库仑斥力,粒子由a 到b ,电场力做负功,动能减小,则v a >v b ,粒子由b 到c ,电场力做正功,动能增加,则v c >v b ,由于ab cb U U >,由k qU E =∆可得,则v a >v c >v b ,故选D .
17.B
解析:B 【解析】 【分析】 【详解】
已知点R 处的电场强度为零,可知两点电荷的电性相同.根据题述,q 1和q 2在点R 处的电场强度大小相等,方向相反,由真空中点电荷周围的场强公式2
kQ E r
=知,122212kq kq r r =,将r 1=2r 2代入,可得q 1=4q 2,故B 正确ACD 错误。
故选B 。
18.C
解析:C 【解析】 【详解】
四个点电荷中处于对角线上的两个正负点电荷产生的电场强度的方向沿对角线方向且由正
电荷指向负电荷,四个点电荷中任意一个点电荷在对角线交点处产生的电场强度大小为
2
22
kQ
E a =
=
,根据叠加原理,正方形两条对角线交点处的电场强度E =
总.故C 正确,ABD 错误. 故选C
19.A
解析:A 【解析】 【详解】
根据等量异种电荷电场线的分布,知道E B >E A >E C ,场强最小的是C 点。
等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线,知ΦA =ΦC ,沿着电场线方向电势逐渐降低,异种电荷
间的电场线由正电荷指向负电荷,知ΦB >ΦA ,所以电势最高点是B 点;故A 正确,BCD 错误。
20.C
解析:C 【解析】 【分析】 【详解】 试题分析:F
E q
=
是电场强度的定义式适用于一切电场,A 错误;电场强度E 表示电场本身的强度和方向,与试探电荷无关,不能说E 与试探电荷在电场中该点所受的电场力成正比,B 错误; 库仑定律公式公式12
2kQ Q F r =中,22
kQ r
是点电荷Q 2产生的电场在点电荷Q 1所在处的场强大小;
1
2kQ r
是点电荷Q 1产生的电场在点电荷Q 2处的场强大小,C 正确; D 、当r→0时,电荷已不能看成点电荷,公式2kQ
E r
=不再成立,D 错误;故选C 考点:电场强度. 【名师点睛】
电场强度是描述电场的力的性质的物理量,要想知道电场中某点的电场强度,可以在该点放一试探电荷,由
F q 来描述该点的强弱,不同的试探电荷,受到的力不同,但F
q
是相同的,为了描述电场的这种性质,引入电场强度这个物理量,即F
E q
=为电场强度的定义式;而2
kQ
E r =
是点电荷所形成的电场的场强的决定式,是说点电荷所形成的电场的场强决定于场源电荷的电荷量和距点电荷的距离.
21.C
解析:C 【解析】 【详解】
设oa=ob=d ,因为带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,所以圆周运动的半径正好等于d ,
粒子在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得:qv 0B=m 2
v r
,解得:mv B qd =,如果
换成匀强电场,水平方向以v 0做匀速直线运动,在水平方向:d=v 0t 2,竖直沿y 轴负方向
做匀加速运动,即:22211 22qE d at t m ==,解得:2
02mv E qd =,则 E
B
=2v 0,故选C .
【点睛】
带电粒子在电场磁场中的运动要把握其运动规律,在电场中利用几何关系得出其沿电场和垂直于电场的运动规律;而在磁场中也是要注意找出相应的几何关系,从而确定圆心和半径.
22.D
解析:D 【解析】 【详解】
A .从-x 0到0,电势逐渐升高,意味着该区域内的场强方向向左,质子受到的电场力向左,与运动方向相反,所以质子做减速运动,A 错误;
B .设在x ~x +Δx ,电势为φ~φ+Δφ,根据场强与电势差的关系式E x
ϕ
∆=∆,当Δx 无限趋近于零时,
x
ϕ
∆∆表示x 处的场强大小(即φ~x 图线的斜率),从0到x 0区间,图线的斜率先增加后减小,所以电场强度先增大后减小,根据F =Ee ,质子受到的电场力先增大后减小,B 错误;
CD .在-x 0~0区间质子受到的电场力方向向左,与运动方向相反,电场力做负功,电势能增加,C 错误,D 正确.
23.B
解析:B 【解析】 【详解】
A 、该图象的斜率等于场强E ,则知P 点电场强度不为零,A 错误;
B 、如果Q 1和Q 2为等量异种电荷,点连线中垂线是等势面,故连线中点为零电势点;由于AP >PB ,故Q 1>Q 2,B 正确;
C 、从φ﹣x 图象的斜率可知,A 到B 的区间电场强度先减小后增大,故电子在沿x 轴从A 移到B 的过程中,受到的电场力先减小后增大,加速度也是先减小后增大,C 错误;
D 、电子沿x 轴从A 移到B 的过程中,电场力方向始终指向x 轴负方向,与电子移动方向相反,故电场力一直做负功,D 错误.
24.D
解析:D 【解析】
由题意可知,小球带正电,匀强电场方向向右,小球受竖直向下的重力mg 、水平向右的电场力qE 、沿细线斜向上的拉力F 作用,处于平衡状态.受力如图所示.由平衡条件可得
Tsin qE θ=,Tcos mg θ=,可得tan mg E q
θ
=
,故A 错误; B 、小球受到电场力为tan mg F θ=电,故B 错误;
C 、将小球移到悬点下方竖直位置,电场力水平向右,运动方向向左,电场力做负功,小球的电势能增大,故C 错误;
D 、剪断细线后,小球将沿电场力q
E 和重力mg 的合力方向做初速度为零的匀加速直线运
动.此运动可看作是水平方向的初速度为零、加速度qE
a m
=
的匀加速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动,设小球碰到金属板所需要的时间为t,由2
12
b at =,得
t =
==,故D 正确;
故选D .
【点睛】剪断细线后,电荷在复合场中运动,采用运动的分解与合成的方法研究,是常用的方法.
25.C
解析:C 【解析】
试题分析:据题意,如果实线是电场线,则电场力水平向右,电场方向为水平向左,则b 点电势高,电子从a 点运动到b 点电场力做正功,电子电势能减小,则电子在a 点电势能较大,故选项A 错误选项C 正确;如果实线为等势线,电子受到电场力竖直向下,电场方向竖直向上,则a 点电势较高,从a 点到b 点电场力做负功,电子电势能增加,电子在b 点电势能较高,故选项B 、D 错误. 考点:本题考查电场的性质.。